为什么远古时代有体型巨大的生物，比如巨齿鲨、恐龙、巨异鸟？是基因、食物、环境还是其他因素造就的？

从寒武纪生命大爆发开始，几乎每一个地质年代都有体型巨大的生物，比如奥陶纪体长接近10米的直壳鹦鹉螺、泥盆纪体长8米的恐鱼、有着“巨虫时代”之称的石炭纪、有着“恐龙时代”之称的三叠纪晚期到白垩纪末期等等。那么，为什么远古时代会有体型巨大的生物呢？我们简单的来探讨一下这个问题。

在开始我们说过，从寒武纪开始，几乎每一个地质年代都会有巨型的生物出现，所以我们来找三种不同地质年代的巨型生物来了解一下。

01 直壳鹦鹉螺

直壳鹦鹉螺是奥陶纪海洋生物中食物链最顶端的生物，就目前已发现的直壳鹦鹉螺化石看，最长的可达10米，在当时生物都普遍比较小的奥陶纪，直壳鹦鹉螺是不折不扣的巨型生物。当然，在奥陶纪也不是只有直壳鹦鹉螺是巨型生物，早在直壳鹦鹉螺之前，奇虾曾经是海洋中的“霸主”，不过它比直壳鹦鹉螺找灭绝了约1000万年，作为同时期出现的两种巨大的海洋生物，最终体型更大的直壳鹦鹉螺取代了奇虾的“霸主地位”。

02 恐鱼

恐鱼是盾皮鱼纲下最具代表性的鱼类，它出现在泥盆纪的晚期，其中最有名的恐鱼无疑就是邓氏鱼了。邓氏鱼是从寒武纪到泥盆纪海洋中出现的最大的硬骨鱼类，在当时的海洋中，体长超过10米，张开嘴巴直径超过一米的邓氏鱼无疑是海洋中最强悍的食肉动物。古生物学家根据邓氏鱼的头骨化石推断，它可能拥有超过5吨的咬合力，可见其恐怖。

而且邓氏鱼的颈部和头部都有坚硬的外骨骼覆盖，这就让邓氏鱼拥有了最强的防御和最强的攻击性。但是，即使如此强悍的邓氏鱼也仅仅在海洋中生活了约7000万年（从距今4.3亿年前到3.6亿年前）就灭绝了。

03 “巨虫时代”的“巨虫们”

石炭纪之所以被称为“巨虫时代”有两个原因：第一就是在石炭纪的地质层中，科学家发现了超过500种不同种类的昆虫；第二就是石炭纪的昆虫体型远超任何时期的昆虫。

在石炭纪出现的昆虫就像是我们现在看的一些科幻片一样，蜻蜓有着超过1米的翼展（现代的蜻蜓翼展一般只有5公分左右）、蜘蛛有着超过30公分的体长（现代的蜘蛛一般只有几厘米）、千足虫有着3米的体长（现代最大的千足虫非洲巨人马陆不过只有不足40公分的体长）等等。这些巨型的昆虫放到现代每一种都足以让人不寒而栗。

目前关于远古生物体型很大的原因有一个很主流的说法：那就是空气中的氧气浓度（含氧量）。

关于含氧量的假说最有利的证据就是有着“巨虫时代”之称的石炭纪了。科学家通过石炭纪地质层中的氧放射性同位素断代推断，石炭纪空气中的氧气浓度约为32.3％，比现代氧气浓度（21％）要高1.5倍左右。因此，许多人说，生物体型大小与氧气浓度有很大的关系。那么事实真的如此吗？我认为不是的。

因为体型大的生物不只是石炭纪才会出现的，而在整个的恐龙时代，大型的恐龙不在少数，而且更是有体长接近50米的易碎双腔龙的存在。但是根据科学家对该地质年代的氧气含量测定发现，当时的氧气含量甚至不如现在（不足20％）。所以，仅仅是以石炭纪氧气含量高且有巨型生物出现就说生物体型大小是氧气浓度决定的，显然是不科学的。（下图为各地质年代氧气含量的演算图）

那么，生物体型很大与什么因素有关呢？

我认为生物体型很大与三个方面有很大的关系：

第一就是竞争者相对较少

在整个的奥陶纪时期，海洋中的巨型生物满打满算就只有直壳鹦鹉螺和奇虾，而在整个的泥盆纪，能够称得上的是巨型生物的也不过只有恐鱼，到了“巨虫时代”，巨型的昆虫虽然有很多，但是能称得上是巨型的也不过只有昆虫。因此，一个时代出现巨型的生物与同生态位的竞争者较少有很大的关系，这样这种生物就能慢慢的发育起来。

第二环境

地球上的生物从寒武纪生命大爆发开始才有了多样性，而寒武纪生命大爆发之前，地球经历过一次全球冰冻现象。全球冰冻现象的解除，为生命的繁衍提供了有利条件，因此，生物想要发育有一个重要的因素，那就是温度。纵观整个生物的进化史，出现巨型生物的时代，大都是温暖、湿润的环境，这种环境下，植物得以繁盛，植物的繁盛给许多生物提供了发育的机会，这个时候总会出现一些生物通过不断的进食和捕猎，慢慢的增大体型，最终站在食物链最顶端的地位。

根据地球上各个地质年代出现的大型生物来看，它们的出现与环境有着很大的关系，长期温暖湿润的环境下就容易出现大型生物。不同的生物在进化的路上会选择不同的进化方向，比如人类在进化的过程中选择了大脑的进化，才有了今天。所以，哪些大型生物们的出现也是自己选择的结果。不过，从这些大型生物最终的下场和存活的时间来看，虽然它们短暂的占据了食物链的顶端，但是一旦环境发生变化或者出现竞争着，它们的末路就不远了。这也是很少有生物会单纯的选在进化体型的原因。

为什么远古时代有体型巨大的生物，比如巨齿鲨、恐龙、巨异鸟？是基因、食物、环境还是其他因素造就的？

其实这个说法并不准确，不是“远古时代有巨大的生物”，而是只要地球太平足够长的时间，就会出现体型巨大的动物。

巨型动物的出现，绕不开“柯普法则”，无论石碳纪的巨虫、泥盆纪的巨鱼、侏罗纪的巨龙都是柯普法则催生的产物。

古生物学家爱德华·柯普在研究化石时发现一个规律:一个物种的体型总是随时间增加呈逐渐变大的趋势。这不难解释，在环境稳定的情况下，一个物种中体型更大、更强壮的个体肯定更具有竞争优势。相比更小的个体，它们更容易保持体温、获得食物、战胜（或逃离）天敌和在求偶时赢得交配权，繁衍后代。如此一来，族群中的小个体成员会逐渐被淘汰掉，最后所有后代都会继承大体型成员的基因。一代又一代，几百上千万年后，这个物种的体型八成会远大于它们的远古祖先。

▲巴基斯坦鲸复原图。

始祖马（马的祖先）的身高不到一米；巴基斯坦鲸（鲸的祖先）从头到尾不过一米多长；崖蜥（沧龙的祖先）身长30厘米；“露西”（最早的人属物种）身高也才一米一，体重不足60斤。在漫长的演化中，这些动物的后代都在朝着大型化发展，有些甚至演化成了30多米长近200吨重的巨兽（蓝鲸）。

▲巨大的蓝鲸。

节肢动物登上陆地之前也辉煌过一下，在志留纪海洋中，出现了1.5米长的布隆度蝎子、2.5米长的奇虾和3米多长的翼鲎。海水的浮力降低了对外骨骼强度的需求，水中丰富的溶解氧使它们可以用用腮畅快呼吸。于是柯普法则继续指引着它们越长越大。

▲翼鲎想象图。

到了泥盆纪，节肢动物登上陆地后，它们的腮被气管取代，空气中的氧含量如果不够高，氧便很难从体表气道渗透进它们身体的核心部位。

▲陆地节肢动物的呼吸方式。

不过到了石碳纪，海洋、陆地植物疯狂生长，导致大气氧含量暴增到45%以上，约为现在的两倍。陆地节肢动物缺氧的问题不复存在，于是它们又在柯普法则的作用下增大体型，造就了生物史上奇特的“巨虫时代”。60多厘米长的蜘蛛、翼展一米的蜻蜓、1.5米长的蝎子、体长2至3米的马路，都是那个时代的代表性物种。

地球是颗“活的”行星，她不可能永远地“太平”下去。就算地球、宇宙空间没有制造灾难，某些失去控制的生物也会通过改变环境让灾难循环发生（如大氧化事件和几次严重的冰期）。对灾难中的动物们而言，它们的体型越大，抵御环境变化的能力也就越差。一旦食物链崩坏，最先灭绝的肯定是大型动物，而小体型生物往往能够凭借低消耗等优势幸存下来。但等到灾难过去，它们的后代还是会在柯普法则的作用下演化成大型甚至巨型动物……

▲水底巨大的座头鲸。

所以整个地球生命史中，动物们一直都在出现→兴盛→变大→称霸→灭绝→再出现……的死循环中不断地绕圈子。这样看来，这柯普法则是真坑呀。

从恐龙灭绝到今天，我们的地球已经有6500多万年没有发生过全球浩劫级别的灾难事件了。现在，地球诞生以来最大的动物蓝鲸，已经在海洋里畅游了几十万年；陆地上最大的动物非洲象也已经长成4.1米高6吨重的庞然大物。我们人类的平均身高也从1.1米增加到了1.7米，以后很可能还会变得更加高大。所以，体型巨大的生物不只在远古出现，只要环境稳定的时间足够长，它们便会出现。

但愿人类不会把自己给玩死，但愿下次地球发飚前人类已经有足够的能力去应对……

如有谬误，烦请指正。欢迎喜欢科学的朋友们关注:纯野生科学家。不列公式，不堆数据，专业化繁为简，每天分享通俗易懂的科学小知识。